使用密碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人收件的探討

摘要：本文探討利用密碼技術(shù)結(jié)合創(chuàng)新收件裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)人收件的方案，旨在解決收件人不在家時(shí)的快遞接收難題，并提升快遞效率和安全性。

關(guān)鍵詞：無(wú)人配送；快遞認(rèn)證；密碼技術(shù)；智能家居

中圖分類號(hào)：TP242.6" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）07-0135-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0 引言

隨著電商的興起和消費(fèi)需求的增長(zhǎng)，快遞行業(yè)迅速擴(kuò)張。然而，快遞配送過(guò)程中的“最后一公里”問(wèn)題[1]，尤其是在收件人不在家的情況下如何接收快遞，成為困擾消費(fèi)者和快遞行業(yè)的一大難題。目前，常見(jiàn)的解決方案如將快遞暫存于小區(qū)公共快遞接收柜或快遞接收驛站，并通過(guò)發(fā)送取件碼給收件人以便其后續(xù)取件，雖然在一定程度上解決了無(wú)人收件的問(wèn)題，但仍存在安全性、容量限制、取件不便等缺陷。例如，驛站貨物堆積可能導(dǎo)致額外損傷，公共快遞柜數(shù)量和空間有限，個(gè)人貨物長(zhǎng)期占用公共資源，以及對(duì)于行動(dòng)不便的人員來(lái)說(shuō)，即使快遞存放在較近的驛站或快遞柜，取貨仍存在不便。因此，最為理想的解決方式是在收件人不在家時(shí)，能夠?qū)⒖爝f件直接送進(jìn)收件人的家中。

1 無(wú)人收件需要解決的問(wèn)題

要實(shí)現(xiàn)在家里沒(méi)人時(shí)將快遞件安全送達(dá)并接收，本質(zhì)上需要解決“快遞身份鑒別”和“安全接收”兩個(gè)核心問(wèn)題。

1.1 快遞身份鑒別問(wèn)題

房子需要具備準(zhǔn)確識(shí)別快遞件是否為可接納物品的能力。這意味著不僅要確認(rèn)快遞件的來(lái)源和內(nèi)容的合法性，還要判斷其是否符合收件人的預(yù)期和要求。例如，要防止可能的欺詐性投遞、錯(cuò)誤投遞或未經(jīng)授權(quán)的投遞。

1.2 安全接收問(wèn)題

房子需要具備切實(shí)可行的接收快遞件的功能。這包括但不限于有適當(dāng)?shù)难b置能夠安全地接納快遞件，確保其在接收過(guò)程中不受損壞、丟失或被他人非法獲取，同時(shí)還要能夠在收件人需要時(shí)方便地查閱與取出。

2 解決方案

2.1 對(duì)快遞件鑒別的解決方案

對(duì)快遞件的鑒別實(shí)際上是房子對(duì)快遞件的身份驗(yàn)證過(guò)程。通過(guò)給快遞件發(fā)放獨(dú)特的身份信息，并在房子內(nèi)增設(shè)認(rèn)證系統(tǒng)，結(jié)合密碼技術(shù)中的簽名驗(yàn)簽技術(shù)，可以有效地解決這一問(wèn)題，快遞件身份信息中包含簽名信息，而房子的認(rèn)證系統(tǒng)可結(jié)合驗(yàn)簽技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)簽名信息的驗(yàn)證，進(jìn)而完成身份信息的確認(rèn)。

2.1.1 快遞件身份信息的設(shè)計(jì)

身份信息的產(chǎn)生：身份信息可以由收件人在專門的認(rèn)證系統(tǒng)中生成。在網(wǎng)上購(gòu)物的場(chǎng)景下，也可以由購(gòu)物系統(tǒng)在下單完成時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生。對(duì)于每一個(gè)快遞件，都要生成一對(duì)唯一的非對(duì)稱密鑰對(duì)[2]，用于對(duì)快遞件身份信息的生成與驗(yàn)證，非對(duì)稱密鑰對(duì)的生命周期是從快遞件身份信息產(chǎn)生到快遞件完成配送，在生命周期內(nèi)，非對(duì)稱密鑰對(duì)的私鑰由產(chǎn)生者安全保管，非對(duì)稱密鑰對(duì)的公鑰需要導(dǎo)入收件人的認(rèn)證系統(tǒng)中以供配送時(shí)的快遞件身份驗(yàn)證。

身份信息的內(nèi)容：身份信息包含快遞件唯一標(biāo)識(shí)值、快遞件信息和快遞件信息的簽名信息三部分內(nèi)容。快遞件唯一標(biāo)識(shí)值，此值主要用于后續(xù)快遞身份驗(yàn)證過(guò)程中快速檢索驗(yàn)證信息，只須保證收件人內(nèi)部快遞件的唯一性即可，使用精確到秒的Unix時(shí)間戳信息和5位隨機(jī)數(shù)的組合即可，總長(zhǎng)度控制在15字節(jié)以內(nèi)。快遞件信息包含發(fā)件人信息、快遞件物品信息等內(nèi)容，這些信息有助于明確快遞的來(lái)源和內(nèi)容。快遞件信息的簽名信息是使用快遞件私鑰對(duì)快遞件信息的摘要做簽名計(jì)算[3]得到的數(shù)據(jù)，對(duì)快遞件信息摘要數(shù)據(jù)可采用SHA256、SM3等雜湊算法計(jì)算獲得，另外，考慮最小化信息長(zhǎng)度和信息驗(yàn)證的互操作性，采用SM2簽名算法進(jìn)行簽名計(jì)算，簽名數(shù)據(jù)采用ASN.1/DER編碼，簽名信息長(zhǎng)度可控制在72字節(jié)以內(nèi)。

身份信息的表達(dá)形式：為了表達(dá)便捷性和可分發(fā)性，二維碼（QR Code） 來(lái)表達(dá)身份信息是比較合適的，二維碼不僅能夠滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，還能確保信息以圖片形式直接粘貼在快遞件上，二維碼強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力也可保障信息傳輸?shù)目煽啃浴纳矸菪畔?nèi)容長(zhǎng)度考慮，至少使用版本10的二維碼，版本10的二維碼在糾錯(cuò)級(jí)別H和L下的最大信息容量分別為119字節(jié)和271字節(jié)。由于身份信息中的快遞件唯一標(biāo)識(shí)值、快遞件信息的簽名信息兩個(gè)信息的長(zhǎng)度基本是固定的，分別是15字節(jié)和72字節(jié)，所以二維碼版本和糾錯(cuò)級(jí)別的選擇主要影響的是快遞件信息的內(nèi)容上限。在糾錯(cuò)級(jí)別H情況下，快遞件信息內(nèi)容上限為32字節(jié)，在糾錯(cuò)級(jí)別L情況下，快遞件信息內(nèi)容上限為184字節(jié)。當(dāng)然為了表達(dá)更多的快遞件信息，可采用更高版本的二維碼。

身份信息的分發(fā)：身份信息在發(fā)件時(shí)需要附帶在快遞件上的。網(wǎng)上購(gòu)物的快遞件，發(fā)貨人可通過(guò)網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)獲取。普通快遞，則是收件人線下將二維碼發(fā)給發(fā)貨人，本質(zhì)上就是一個(gè)二維碼圖片的分發(fā)。發(fā)貨人需要將二維碼圖片轉(zhuǎn)換成粘貼紙，附帶在快遞件上發(fā)貨，將圖片轉(zhuǎn)換成粘貼紙的過(guò)程，可通過(guò)快遞機(jī)構(gòu)統(tǒng)一完成。

2.1.2 房子認(rèn)證機(jī)制的設(shè)計(jì)

身份信息識(shí)別裝置：鑒于二維碼的讀取需求，可在房子外設(shè)置專門的攝像頭裝置，用于精準(zhǔn)識(shí)別快遞件上的二維碼圖片。

認(rèn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)：這是一套精心設(shè)計(jì)的軟件程序，與身份信息識(shí)別裝置緊密聯(lián)動(dòng)。身份信息識(shí)別裝置所識(shí)別到的二維碼圖片將作為輸入傳遞給認(rèn)證系統(tǒng)，由認(rèn)證系統(tǒng)完成復(fù)雜的快遞件認(rèn)證邏輯判斷，最終確定認(rèn)證是通過(guò)還是失敗。

驗(yàn)證信息：每個(gè)快遞件都對(duì)應(yīng)唯一的驗(yàn)證信息。驗(yàn)證信息核心內(nèi)容是快遞件唯一標(biāo)識(shí)值、快遞件公鑰，此部分內(nèi)容是與快遞件身份信息同步生成的，另外也可增加備注之類的輔助信息以便查閱。

驗(yàn)證原理：其核心邏輯與密碼技術(shù)中的簽名驗(yàn)簽原理一致。認(rèn)證系統(tǒng)首先根據(jù)快遞件身份信息中的唯一標(biāo)識(shí)值，在系統(tǒng)中快速找到對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證信息。然后，使用驗(yàn)證信息中的公鑰信息對(duì)身份信息中的簽名信息進(jìn)行解密。接下來(lái)，對(duì)驗(yàn)證信息中的快遞件信息進(jìn)行摘要處理，并將這個(gè)摘要與簽名信息解密后的值進(jìn)行仔細(xì)比對(duì)。如果兩者完全一致，則表示認(rèn)證通過(guò)；否則，驗(yàn)證失敗。

2.2 對(duì)快遞件接收的解決方案

當(dāng)房子成功對(duì)快遞件進(jìn)行鑒別并通過(guò)認(rèn)證后，需要有專門的接收裝置來(lái)接收快遞。整個(gè)接收裝置主要由置貨裝置、存貨裝置、取貨裝置組成[4]。

2.2.1 置貨裝置設(shè)計(jì)

置貨裝置暴露在房子外部，配備一個(gè)可自動(dòng)升降的門以及關(guān)門的操作按鈕，并與認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。在默認(rèn)情況下，門處于關(guān)閉狀態(tài)。一旦認(rèn)證系統(tǒng)對(duì)快遞件認(rèn)證通過(guò)，門會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，為快遞員提供放置快遞件的置貨格。快遞員將快遞件放入置貨格后，手動(dòng)操作關(guān)門按鈕，完成置貨操作[5]。

認(rèn)證系統(tǒng)在進(jìn)行快遞件接收判斷時(shí)，需要充分考慮存貨裝置是否有足夠的卡位來(lái)存放新的置貨格，如果沒(méi)有空余的置貨格卡位則不能接收新的快遞。

2.2.2 存貨裝置設(shè)計(jì)

存貨裝置與置貨裝置是可連接貫通的，存貨裝置內(nèi)部有多個(gè)用來(lái)存放置貨格的卡位，當(dāng)快遞件完成置貨后，存貨裝置在傳送帶和系統(tǒng)信息的配合下自動(dòng)將一個(gè)無(wú)置貨格的卡位與存貨裝置連通，并自動(dòng)打開(kāi)存貨裝置與置貨裝置間的自動(dòng)升降隔離門，之后，置貨裝置的置貨格會(huì)在傳送帶的驅(qū)動(dòng)下自動(dòng)放入存貨裝置的卡位中，完成置貨格的轉(zhuǎn)移。同時(shí)，存貨裝置將最新的置貨格卡位剩余情況反饋給認(rèn)證系統(tǒng)，以便認(rèn)證系統(tǒng)合理地判斷后續(xù)置貨操作以及反饋滿載情況給收件人。

2.2.3 取貨裝置設(shè)計(jì)

取貨裝置是與存貨裝置連接貫通的，取貨裝置門一般朝向房子內(nèi)部，收件人可以通過(guò)控制面板控制存貨裝置的置貨格移動(dòng)，從而選擇需要取的快遞件。取完了快遞件的置貨格將在傳送帶的驅(qū)動(dòng)下流轉(zhuǎn)到空置貨格預(yù)留區(qū)，以供后續(xù)置貨使用。未取快遞件的置貨格將在傳送帶的驅(qū)動(dòng)下重新流轉(zhuǎn)到存貨裝置。收件人取件后，取貨裝置自動(dòng)將最新的置貨格卡位剩余情況反饋給認(rèn)證系統(tǒng)，以便認(rèn)證系統(tǒng)合理地判斷后續(xù)置貨操作。

3 無(wú)人收件操作步驟

1） 快遞員將快遞件的身份信息對(duì)準(zhǔn)房子的身份信息識(shí)別裝置進(jìn)行掃描驗(yàn)證。這一過(guò)程需要確保掃描的準(zhǔn)確性和完整性，以保證身份信息能夠被快速、準(zhǔn)確地讀取和傳輸?shù)秸J(rèn)證系統(tǒng)中。

2） 一旦快遞件身份信息認(rèn)證通過(guò)，置貨裝置的活動(dòng)門會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。這一自動(dòng)響應(yīng)機(jī)制需要具備高效、穩(wěn)定的性能，確保在認(rèn)證通過(guò)后的第一時(shí)間為快遞員提供置貨入口。

3） 快遞員將快遞件放入置貨裝置，并手動(dòng)操作關(guān)門按鈕，完成置貨操作。在這一環(huán)節(jié)，快遞員需要確保快遞件放置妥當(dāng)，避免在關(guān)門過(guò)程中造成貨物損壞或掉落。

4） 收件人在房子內(nèi)部通過(guò)取貨裝置取貨。收件人可以根據(jù)取貨裝置的設(shè)計(jì)，選擇一次性取出所有貨物，或者通過(guò)顯示屏進(jìn)行選擇性取貨，以滿足自己的實(shí)際需求。

4 應(yīng)用價(jià)值

本文所探討的無(wú)人收件方式具有多方面的顯著應(yīng)用價(jià)值，為快遞行業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)了諸多便利和改進(jìn)。

4.1 減少快遞中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

通過(guò)直接將快遞件送達(dá)收件人的家中，而無(wú)須依賴快遞驛站、小區(qū)公共快遞柜等中轉(zhuǎn)設(shè)施，可以大大減少這些中間環(huán)節(jié)的需求和依賴。這不僅節(jié)省了空間和資源，還降低了運(yùn)營(yíng)成本和管理復(fù)雜度。

4.2 提高快遞效率

避免了快遞在中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的堆積和等待，縮短了快遞的配送時(shí)間和流程，從而顯著提高了整體的快遞配送效率。收件人能夠更快地收到快遞，提升了服務(wù)滿意度。

4.3 減少快遞損傷環(huán)節(jié)

減少了快遞在多次搬運(yùn)和存儲(chǔ)過(guò)程中可能受到的損傷風(fēng)險(xiǎn)。由于直接從快遞員手中送達(dá)收件人家中，降低了貨物受損的可能性，保障了快遞件的完整性和質(zhì)量。

4.4 降低快遞誤取率

通過(guò)精確的身份認(rèn)證和識(shí)別機(jī)制，大大降低了快遞被誤取的概率。只有經(jīng)過(guò)合法認(rèn)證的收件人才能成功接收快遞，確保了快遞交付的準(zhǔn)確性和安全性。

4.5 提升收件體驗(yàn)

為收件人提供了更加便捷、靈活和個(gè)性化的收件方式。收件人無(wú)需再受取件時(shí)間和地點(diǎn)的限制，能夠根據(jù)自己的方便隨時(shí)在家中接收快遞，極大地提升了收件體驗(yàn)和生活便利性。

4.6 加強(qiáng)收件安全

無(wú)人收件方式減少了快遞員進(jìn)入家里帶來(lái)的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，降低了可能發(fā)生的安全事件，為收件人的家庭安全提供了更有力的保障。

5 未來(lái)展望與挑戰(zhàn)

5.1 技術(shù)融合與創(chuàng)新

隨著科技的不斷進(jìn)步，無(wú)人收件方案有望與其他新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合與創(chuàng)新。例如，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)快遞件狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤；與人工智能技術(shù)的融合，進(jìn)一步優(yōu)化認(rèn)證系統(tǒng)的智能判斷和決策能力；與大數(shù)據(jù)技術(shù)的協(xié)同，為快遞配送提供更精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)和規(guī)劃。

5.2 法規(guī)與政策適應(yīng)

隨著無(wú)人收件方式的推廣和普及，相關(guān)的法規(guī)和政策也需要相應(yīng)地調(diào)整和完善。例如，在數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、快遞安全責(zé)任界定、消費(fèi)者權(quán)益保障等方面，需要建立健全的法律框架和監(jiān)管機(jī)制，以確保無(wú)人收件在合法、合規(guī)的軌道上健康發(fā)展。

5.3 社會(huì)接受度與教育

新的技術(shù)和服務(wù)模式的推廣往往需要社會(huì)大眾的理解和接受。對(duì)于無(wú)人收件這種創(chuàng)新方式，可能會(huì)存在部分用戶對(duì)其安全性和可靠性的擔(dān)憂。因此，需要通過(guò)廣泛的宣傳和教育活動(dòng)，提高公眾對(duì)無(wú)人收件的認(rèn)知和信任，促進(jìn)其廣泛應(yīng)用。

5.4 成本與效益平衡

盡管無(wú)人收件具有諸多潛在優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際推廣過(guò)程中，需要充分考慮成本與效益的平衡。包括收件裝置的安裝和維護(hù)成本、密碼技術(shù)的應(yīng)用和更新成本等。只有在確保服務(wù)質(zhì)量提升的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化，才能使無(wú)人收件模式具有可持續(xù)的發(fā)展前景。

5.5 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化與互操作性

在全球化的背景下，無(wú)人收件技術(shù)的發(fā)展需要考慮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性的問(wèn)題。不同地區(qū)和國(guó)家可能存在不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為了實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無(wú)縫對(duì)接和協(xié)同工作，需要建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，促進(jìn)國(guó)際的快遞流通和合作。

盡管在實(shí)際應(yīng)用中可能還面臨著一系列的挑戰(zhàn)和細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步優(yōu)化，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步、法規(guī)的逐步完善以及社會(huì)認(rèn)知的提高，相信這種無(wú)人收件方式將在未來(lái)的物流領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人們的生活帶來(lái)更多的便利和高效服務(wù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文所探討的無(wú)人收件方式為解決快遞配送中的“最后一公里”問(wèn)題提供了一種具有創(chuàng)新性和可行性的思路，具有較高的應(yīng)用潛力，可有效提升快遞效率和安全性。在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，無(wú)人收件的需求將持續(xù)增長(zhǎng)，并且隨著無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等智能設(shè)備的不斷成熟，無(wú)人送貨的實(shí)現(xiàn)也將指日可待。本方案不僅可以獨(dú)立運(yùn)行，還能夠與無(wú)人送貨技術(shù)有機(jī)結(jié)合，共同構(gòu)建一個(gè)更加完整、高效的無(wú)人物流體系。

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【通聯(lián)編輯：梁書】